16:13
Comentarii Adauga Comentariu

_ Electronii devin fracții ale ei înșiși în grafen, arată studiul

_ Electronii devin fracții ale ei înșiși în grafenul, constată studiul

Electronul este unitatea de bază a electricității, deoarece poartă o singură sarcină negativă. Aceasta este ceea ce ni se învață în fizica de liceu și este cazul în mare parte a celor mai multe materiale din natură.

Dar în stări foarte speciale ale materiei, electronii se pot fragmenta în fracțiuni din întregul lor. Acest fenomen, cunoscut sub numele de „încărcare fracțională”, este extrem de rar și, dacă poate fi controlat și controlat, starea electronică exotică ar putea ajuta la construirea de computere cuantice rezistente și tolerante la erori.

Până în prezent, acest fenomen. efectul, cunoscut de fizicieni ca „efectul Hall cuantic fracționat”, a fost observat de câteva ori și mai ales sub câmpuri magnetice foarte mari, atent întreținute. Doar recent oamenii de știință au observat efectul într-un material care nu necesita o manipulare magnetică atât de puternică.

Acum, fizicienii MIT au observat efectul evaziv al încărcăturii fracționale, de data aceasta într-un material mai simplu: cinci straturi de grafen— un strat subțire de atom de carbon care provine din grafit și mine de creion obișnuită. Ei își raportează rezultatele în Nature.

Ei au descoperit că atunci când cinci foi de grafen sunt stivuite ca treptele unei scări, structura rezultată oferă în mod inerent condițiile potrivite pentru ca electronii să treacă prin fracții din sarcina lor totală. , fără a fi nevoie de niciun câmp magnetic extern.

Rezultatele sunt primele dovezi ale „efectului Hall anomal cuantic fracționat” (termenul „anomal” se referă la absența unui câmp magnetic) în grafenul cristalin. , un material la care fizicienii nu se așteptau să prezinte acest efect.

„Acest grafen cu cinci straturi este un sistem material în care au loc multe surprize bune”, spune autorul studiului Long Ju, profesor asistent de fizică la MIT. „Încărcarea fracțională este atât de exotică, iar acum putem realiza acest efect cu un sistem mult mai simplu și fără un câmp magnetic. Acest lucru în sine este important pentru fizica fundamentală. Și ar putea permite posibilitatea unui tip de calcul cuantic care este mai mult robust împotriva perturbațiilor.”

Co-autorii lui Ju MIT sunt autorul principal Zhengguang Lu, Tonghang Han, Yuxuan Yao, Aidan Reddy, Jixiang Yang, Junseok Seo și Liang Fu, împreună cu Kenji Watanabe și Takashi Taniguchi la Institutul Național pentru Știința Materialelor din Japonia.

Efectul Hall cuantic fracționat este un exemplu al fenomenelor ciudate care pot apărea atunci când particulele trec de la a se comporta ca unități individuale la a acționa împreună ca un întreg. Acest comportament colectiv „corelat” apare în stări speciale, de exemplu atunci când electronii sunt încetiniți de la ritmul lor normal frenetic la un târâș care permite particulelor să se simtă reciproc și să interacționeze. Aceste interacțiuni pot produce stări electronice rare, cum ar fi împărțirea aparent neortodoxă a sarcinii unui electron.

În 1982, oamenii de știință au descoperit efectul Hall cuantic fracționat în heterostructurile de arseniură de galiu, unde un gaz de electroni este limitat într-un planul bidimensional este plasat sub câmpuri magnetice mari. Descoperirea a câștigat ulterior grupului un Premiu Nobel pentru Fizică.

„[Descoperirea] a fost o afacere foarte mare, deoarece aceste încărcături unitare care interacționează într-un mod de a da ceva de genul încărcăturii fracționale a fost foarte, foarte bizar, ", spune Ju. „La acea vreme, nu existau predicții teorie, iar experimentele i-au surprins pe toată lumea.”

Acei cercetători și-au obținut rezultatele inovatoare folosind câmpuri magnetice pentru a încetini suficient electronii materialului pentru ca ei să interacționeze. Câmpurile cu care au lucrat au fost de aproximativ 10 ori mai puternice decât ceea ce alimentează de obicei un aparat RMN.

În august 2023, oamenii de știință de la Universitatea din Washington au raportat primele dovezi de încărcare fracționată fără câmp magnetic. Ei au observat această versiune „anomală” a efectului, într-un semiconductor răsucit numit ditelurură de molibden. Grupul a pregătit materialul într-o configurație specifică, despre care teoreticienii au prezis că va oferi materialului un câmp magnetic inerent, suficient pentru a încuraja electronii să se fracționeze fără niciun control magnetic extern.

Rezultatul „fără magneti” a deschis un aspect promițător. calea către calculul cuantic topologic — o formă mai sigură de calcul cuantic, în care ingredientul adăugat al topologiei (o proprietate care rămâne neschimbată în fața unei deformări sau perturbări slabe) oferă protecție suplimentară unui qubit atunci când se efectuează un calcul.

Această schemă de calcul se bazează pe o combinație de efect Hall cuantic fracționat și un supraconductor. Odinioară era aproape imposibil de realizat: este nevoie de un câmp magnetic puternic pentru a obține o sarcină fracțională, în timp ce același câmp magnetic va ucide de obicei supraconductorul. În acest caz, sarcinile fracționale ar servi ca un qubit (unitatea de bază a unui computer cuantic).

Făcând pași

În aceeași lună, Ju și echipa sa s-au întâmplat să observe și semne de sarcină fracțională anormală în grafen — un material pentru care nu existau predicții pentru prezentarea unui astfel de efect.

Grupul lui Ju a explorat comportamentul electronic în grafen, care în sine a prezentat proprietăți excepționale. Cel mai recent, grupul lui Ju a studiat grafenul pentastrat – o structură de cinci foi de grafen, fiecare stivuită ușor depărtat de alta, ca treptele unei scări.

O astfel de structură de grafen pentastrat este încorporată în grafit și poate fi obtinut prin exfoliere folosind banda Scotch. Când sunt plasați într-un frigider la temperaturi ultrareci, electronii structurii încetinesc să se târască și interacționează în moduri în care în mod normal nu ar face-o atunci când zboară la temperaturi mai ridicate.

În noua lor lucrare, cercetătorii au făcut câteva calcule și a descoperit că electronii ar putea interacționa între ei și mai puternic dacă structura pentastratului ar fi aliniată cu nitrură de bor hexagonală (hBN) – un material care are o structură atomică similară cu cea a grafenului, dar cu dimensiuni ușor diferite.

În combinație, cele două materiale ar trebui să producă o superlatice moiré — o structură atomică complicată, asemănătoare schelei, care ar putea încetini electronii în moduri care imită un câmp magnetic.

„Am făcut aceste calcule, apoi ne-am gândit: haideți”, spune Ju, care s-a întâmplat să instaleze un nou frigider cu diluție în laboratorul său MIT vara trecută, pe care echipa plănuia să-l folosească pentru a răci materialele la temperaturi foarte scăzute, pentru a studia comportamentul electronic exotic.

Cercetătorii au fabricat două mostre ale structurii hibride de grafen prin exfolierea mai întâi a straturilor de grafen dintr-un bloc de grafit, apoi folosind instrumente optice pentru a identifica fulgi cu cinci straturi în configurația în trepte. Apoi au ștanțat fulgul de grafen pe un fulg de hBN și au plasat un al doilea fulg de hBN peste structura grafenului. În cele din urmă, au atașat electrozi la structură și l-au plasat în frigider, setat la aproape zero absolut.

Pe măsură ce au aplicat un curent materialului și au măsurat tensiunea de ieșire, au început să vadă semne de încărcare fracțională. , unde tensiunea este egală cu curentul înmulțit cu un număr fracționar și unele constante fundamentale ale fizicii.

„În ziua în care am văzut-o, nu l-am recunoscut la început”, spune primul autor Lu. "Apoi am început să strigăm când ne-am dat seama că asta a fost foarte mare. A fost un moment complet surprinzător."

"Acesta a fost probabil primele mostre serioase pe care le-am pus în noul frigider", adaugă co-primul. autorul Han. „Odată ce ne-am calmat, ne-am uitat în detaliu pentru a ne asigura că ceea ce vedem este real”.

Cu analize suplimentare, echipa a confirmat că structura grafenului a prezentat într-adevăr efectul Hall anomal cuantic fracționat. Este pentru prima dată când efectul a fost observat în grafen.

„Grafenul poate fi, de asemenea, un supraconductor”, spune Ju. „Deci, ai putea avea două efecte total diferite în același material, unul lângă celălalt. Dacă folosești grafenul pentru a vorbi cu grafenul, se evită o mulțime de efecte nedorite atunci când creează o punte între grafenul și alte materiale.”

Deocamdată, grupul continuă să exploreze grafenul multistrat pentru alte stări electronice rare.

„Ne scufundăm pentru a explora multe idei și aplicații fundamentale ale fizicii”, spune el. „Știm că vor urma mai multe.”

Această poveste este republicată prin amabilitatea MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site popular care acoperă știri despre cercetare, inovare și predare MIT .


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ EXCLUSIV: Citiți noua poveste de dragoste uluitoare de la autorul cărții O zi. Marnie nu s-a gândit niciodată că va fi atât de singură încât va vorbi la televizor. Michael face lungi plimbări solitare în ploaie. Acum afla ce se intampla in continuare...

_ Starul Chiefs, Travis Kelce, tr�ntește berea pe scenă după ce a primit diploma de la Universitatea din Cincinnati (VIDEO)

_ Noua lege a pensiilor: ce tip de concedii vor fi luate în calcul la vechime

_ Eleanor Coppola a murit la 87 de ani: regizorul Hearts Of Darkness și soția legendarului regizor Francis Ford Coppola a murit în California

_ Au pus blocajele în mișcare o revoltă globală?

_ 20 de fotbaliste feminine se retrag din ligă din cauza jucătorilor transgender

_ Panica cu bagel lovește Brick Lane: clienții stau la coadă în mulțime în fața magazinului emblematic Beigel Bake din cauza temeri greșite că era pe cale să se închidă în urma zvonurilor de pe rețelele sociale

_ �Mă duc �n instanță pe BULLSH*T!� � Președintele Trump �l cheamă pe Joe Biden pentru cazurile sale de LEGISLARE ILEGALĂ �mpotriva lui Trump �n scopul interferenței electorale

_ Royal Marines se pregătesc să conducă evacuarea „în stil Dunkirk” a britanicilor care trăiesc în Orientul Mijlociu în cazul în care Iranul ar lansa atacuri cu rachete asupra Israelului după explozia consulului care a ucis 13 persoane

_ Libertatea care a fost cândva internetul

_ Ultima frontieră... Actorul Martin Quinn devine primul scoțian care îl interpretează pe Scotty în Star Trek, în timp ce joacă în viitoarea serie prequel a emisiunii SF, după ce englezul Simon Pegg a preluat anterior rolul emblematic.

_ Cele trei întrebări fără răspuns cu care se confruntă Angela Rayner cu privire la afacerile ei fiscale, în timp ce liderul adjunct laburist spune că va RENUNȚA dacă poliția descoperă că a încălcat legea din cauza vânzării vechii ei case de consiliu

_ Ce a făcut Bill Gates după ce tatăl său a fost diagnosticat cu boala Alzheimer

_ EXCLUSIV: Deputatul din California, Bill Essayli, discută despre legislația pentru a pune capăt protecției sanctuarelor și eliberarea ilegalilor condamnați pentru crime sexuale �mpotriva minorilor (VIDEO)

_ Cumpărând voturi: Biden anulează datoria studenților pentru 277.000 de debitori înaintea alegerilor prezidențiale

_ Australia �și pregătește propria �Gardă Națională� pentru a impune blocarea �n timpul următoarei pandemii

_ Eleanor Coppola a murit la 87 de ani: regizorul Hearts Of Darkness și soția legendarului regizor Francis Ford Coppola a murit în California

_ COMENTARIU POSTA ZILNIC: Va spune Rayner acum tot adevarul?

_ Meghan Markle îl sărută pasional pe Prințul Harry în timp ce îi dă trofeul după ce acesta a CÂȘTIGAT un meci de polo caritabil plin de farmec din Miami - cu camere Netflix acolo pentru a surprinde fiecare minut al acțiunii

_ Decizia Lufthansa şi Austrian Airlines cu privirile la zborurile spre Teheran

_ VIDEO - Un sobor de preoţi ruși zboară cu icoane făcătoare de minuni deasupra zonelor sinistrate pentru a opri inundațiile

_ Pericolul din spatele jocurilor video spam care au invadat reclamele sociale

_ Pastila care înlocuiește exercițiile fizice: cum ar putea fi folosită și ce boli și-ar găsi o rezolvare prin folosirea ei

_ Tenis: după prima zi a Billie Jean King Cup, Ucraina conduce România cu 2-0

_ Districtul școlar face următorul pas în renunțarea la programul pentru talentați din Seattle

_ BORIS JOHNSON: Dacă Ucraina va cădea, va fi un punct de cotitură catastrofal în istorie - și o umilință totală pentru Occident... De ce naiba așteptăm să dăm acestei națiuni eroice armele de care are nevoie?

_ Se pare că Hummer ucide nivelul de echipare EV Base 2 pe măsură ce cererea se răcește

_ Cântecele lui Taylor Swift revin pe TikTok la două luni după ce au fost retrase din cauza unei dispute privind licența și înainte de lansarea noului album al starului pop

_ ANDREW NEIL: Într-o lume plină de sofism și vorbire dublă, J.K. Vorbirea simplă a lui Rowling o face... Eroina mea pentru vremurile noastre

Starul _ Moment So You Think You Can Dance se teme că a suferit „atac cu acid”

_ Conservatorii �și �nchid rangurile �n jurul lui Musk �n lupta sa pentru libertatea de exprimare �mpotriva cenzurii tiranice braziliene � Milei din Argentina �l �nt�lnește și se oferă să ajute �n luptă

_ Părinții furioși detestă afirmațiile Welsh Labor conform cărora copiii refuză mesele gratuite la școală, deoarece preferă alimentele procesate.

_ Un bărbat înarmat cu un cuțit a agresat verbal angajații unui magazin din Târgu Mureş, amenințând apoi că se va arunca de la etajul cinci

_ Trei pugiliști români vor concura pentru medalia de aur la Campionatele Europene de box pentru tineret de la Porec

_ Pubul londonez al lui Gordon Ramsay, în valoare de 13 milioane de lire sterline, „este preluat de squatters care amenință cu nerăbdare cu acțiuni legale împotriva bucătarului furios după ce a contactat poliția pentru a-i evacua”

_ Adrian Edmondson despre daunele de durată pe care le-a suferit în urma filmării sitcom-urilor sale anarhice și despre distracția dezlănțuită pe care sa întâmplat cu cel mai bun prieten Rik Mayall

_ Vânătoarea urgentă de oameni este lansată după ce o școală de 16 ani a fost violată lângă monumentul memorial de război din centrul orașului Liverpool, în timpul unui atac sălbatic de dimineață.

_ Meghan Markle uimește în rochie albă și tocuri falnice în timp ce ea și prințul Harry sosesc mână în mână la un meci caritabil de polo din Miami, înconjurată de echipa de filmare de la noua emisiune Netflix a lui Duke despre sportul elitist

_ Biden ii pedepsește pe foratori cu o creștere de 15 ori a costurilor permiselor, planuri de a bloca extracția de petrol din Arctic

_ „Nu îmi pot permite să trăiesc”: americanii devin emoționați pe măsură ce economia SUA iese din funcțiune

_ LIVE TEXT - Război în Ucraina:În ultimele 24 de ore rușii au lansat 54 de rachete și au lansat 126 de lovituri aeriene asupra pozițiilor ucrainene

_ Dr. Phil distruge argumentul oaspeților pentru politicile DEI �n c�teva secunde: �Asta s-a numit marxism� (VIDEO)

_ Nouă oportunitate de angajare la stat: Postul de vânător de șerpi, la o primărie

_ Congresul SUA, prim vot pentru prelungirea unui program de monitorizare a cetățenilor străini în afara teritoriului american

_ Activistul pentru controlul armelor David Hogg „Este distrus” de un imigrant chinez care a scăpat de comunism

_ Aintree 2024 Ziua Doamnelor: Petrecăreții îmbrăcați în toate finele lor dansează după-amiaza, când băuturile încep să curgă

_ Curtea superioară a județului Boston ignoră deținătorul ICE și eliberează străinul ilegal acuzat pentru 10 capete de acuzare de viol agravat asupra copiilor

_ Trei bărbați salvați de pe o insulă �ndepărtată din Oceanul Pacific după ce au rostit �HELP� pe plaja cu palmieri

_ Când preconizează Joe Biden că Iranul va declanșa atacul asupra Israelului

_ Consiliul orașului New York deschide o ședință prin lăudarea lui Allah ca Domnul Suprem al Lumii (VIDEO)

_ Clint Eastwood, în vârstă de 93 de ani, pare fragil, dar plin de energie, deoarece este văzut într-o apariție publică rară la evenimentul primatolog Dr. Jane Goodall din Carmel

_ Serie A: Lazio Roma a învins, vineri seară, pe teren propriu, cu scorul de 4-1, echipa Salernitana

_ Elon Musk vrea să trimită o mie de nave spațiale simultan spre Marte: 'Chiar vom face asta!'

_ Johnson lansează „F-bomb” fanilor Augusta

_ Trump cere �ncetarea finanțării pentru radioul public național după ce raportul dezvăluie părtinirea lor politică: �O �nșelătorie totală!�

_ Presiuni pentru schimbarea trendului la alegerile europene: partidul Volt va prezenta o listă transnaţională 'simbolică'

_ �Acesta este 2024!� � Joe Biden a revoltat cărțile sexuale explicite și literatura pornografică interzise din școlile elementare (VIDEO)

_ Meghan Markle îl sărută pasional pe Prințul Harry în timp ce îi dă trofeul după ce acesta a CÂȘTIGAT un meci de polo caritabil plin de farmec din Miami - cu camere Netflix acolo pentru a surprinde fiecare minut al acțiunii

_ Asta da țeapă! A plătit doar 200 de dolari pentru o noapte la un hotel renumit din New York, apoi a rămas acolo gratuit timp de 5 ani

_ Însărcinată, Jenna Dewan spune că are dreptul la Magic Mike MILLIONS de Channing Tatum, în timp ce îl duce în instanță înainte de scadența din iunie


Pag.1 Pag.2

Nr. de articole la aceasta sectiune: 114, afisate in 2 pagini.